新能源的“灰犀牛”？氢能源产业已形成七大产业集群

如果储氢技术不变革，效率提不上去，成本降不下来，氢能就很难真正成为“灰犀牛”，因为它太慢了。因此，要找到一个经济、高效、可行的储运模式，是氢能当前发展的关键。

6月26日，我国首部《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》(以下简称《白皮书》)正式发布。《白皮书》指出，氢能将成为中国能源体系的重要组成部分。

《白皮书》预计，到2050年，氢能在中国能源体系中的占比约为10%，氢气需求量接近6000万吨，年经济产值超过10万亿元;全国加氢站达到1万座以上，交通运输、工业等领域将实现氢能普及应用，燃料电池车产量达到每年520万辆。

不仅是中国，全球现在都在对氢能产业加速布局。然而，就在氢能当红时，当地时间6月10日，位于挪威首都奥斯陆郊外的一座加氢站发生爆炸，并引发连锁反应，目前，丰田和现代汽车都已宣布停止在挪威销售氢燃料电池汽车。

对此，有人将氢能称为最有可能成为新能源革命的“灰犀牛”。因为灰犀牛虽体型笨重、反应迟缓，但一旦它向你狂奔而来，却会使你猝不及防，直接被扑倒在地。

那么，面对氢能这头“灰犀牛”，我们做好准备了吗?

危险性是可控的

不管从哪个角度看，氢能都很“火”。一方面，氢能作为零排放能源，被视作21世纪最具发展潜力的清洁能源;另一方面，接连爆炸也让氢燃料电池汽车的安全性再成焦点。

那么，氢能来了，安全性会成为掣肘吗?

“氢气是可燃性气体，当它与空气混合在4%~74%，可产生燃烧和爆炸;氢的点火能量极低，仅0.02毫焦。但是，氢在空气中扩散极快，所以在露天环境下，氢比汽油、天然气更安全。”中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员衣宝廉在接受《中国科学报》采访时说，“天然气与氢有一定相似性，均易燃易爆，密度也均小于空气，运行模式也是高压气态。现在中国有近万座天然气加气站，有近650万辆天然气汽车，均处在安全可控条件下运行。”

对于大众最担忧的氢燃料电池车的安全性，衣宝廉表示，氢储存在高压气瓶内，这种带组合阀(包括安全泄压阀)的碳纤维缠绕气瓶已经过火烧、枪击实验，均不产生爆炸现象。在车内发动机室、乘客室、驾驶员室等也均安装氢气报警器，确保安全。另外，燃料电池堆的每节电池的气室内的氢都很少，在几毫升数量级，一旦电池的隔膜破碎，只要系统能及时切断氢源，电池也不会爆炸、起火。

“韩国现代的NEXO燃料电池车在2018年顺利通过欧盟新车安全评鉴协会碰撞测试，获得碰撞安全5颗星，这也充分说明燃料电池车是安全的。”衣宝廉进一步举例称。

但他也同时强调，与氢打交道一定严防氢气泄漏，即使在露天环境下也是如此。在氢气输运和充装过程中，要检查充装接口和管道接口，确保密封良好，最好还要安装氢浓度报警器。除严防氢泄漏外，还要控制氢气流速，避免静电和火源。对压力容器，均要安装安全阀等超压的泄压装置。

“只要严格按规程操作，氢的储运与加氢站都是安全的。”衣宝廉表示，“建立规范标准并严格执行，氢的危险性是可控的，并且小于汽油和天然气。”

储运是“卡脖子”环节

实际上，氢能产业链主要包括了三个环节——上游制氢、中游储氢和运氢、下游用氢，而目前整个产业链最大的弱点并不是安全性问题，而是中间的储运环节。作为氢能大规模发展的基础，储氢技术的发展将直接影响氢燃料电池汽车的推进进程。

《白皮书》给出的一组数据对比就十分明显：我国氢能制储、加氢基础设施、燃料电池及应用三个环节企业占比分别为48.5%、9.7%、41.8%。

实际上，对于加氢站建设来说，早就出现了“外热内冷”的现象。截至2018年底，我国已建成的加氢站仅有23座。加氢站审批流程复杂、盈利能力有限、回报周期长都成为其前行的“拦路虎”。

对此，衣宝廉建议，应通过加强加氢站关键材料、核心部件及技术国产化，进一步降低加氢站建设成本。另外，发展有机化合物(含烯烃、炔烃键的烃类或杂环化合物)吸氢和脱氢技术，用于氢的储运，降低氢的储运成本和提高储运的安全性。通过上述措施，要将每公斤氢的售价降到40元以下，使得燃料电池车的运行成本与燃油车相当。

而从储氢技术的角度，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高指出：“从储氢瓶开始到加氢站，氢运输、储存等所有的技术还都停留在100年前的工艺水平，能效偏低、成本偏高。”